DNA如何在考古沉積物中保存數(shù)千年

長期以來，大多數(shù)考古學(xué)家都將考古發(fā)現(xiàn)所嵌入的沉積物視為不重要的挖掘副產(chǎn)品。然而，近年來已經(jīng)表明沉積物可能含有古老的生物分子，包括 DNA。該研究的資深作者馬蒂亞斯·邁耶 (Matthias Meyer) 說：“從沉積物中提取古代人類和動物群 DNA 提供了令人興奮的新機會，可以在骨骼遺骸稀有或缺失的地點調(diào)查古代人類和其他生物的地理和時間分布。”萊比錫馬克斯普朗克進化人類學(xué)研究所研究員。

為了調(diào)查沉積物中 DNA 的起源，馬克斯·普朗克的研究人員與一個國際地質(zhì)考古學(xué)家小組(應(yīng)用地質(zhì)技術(shù)重建沉積物形成和遺址的考古學(xué)家)合作，在微觀尺度上研究沉積物中 DNA 的保存情況。他們使用未受干擾的沉積物塊，這些沉積物先前已從考古遺址中移除并浸泡在合成塑料類(聚酯)樹脂中。硬化塊被帶到實驗室并切片以進行顯微成像和遺傳分析。

研究人員成功地從非洲、亞洲、歐洲和北美地區(qū)的沉積物塊中提取了 DNA，這些沉積物塊是 40 年前準備的。“盡管這些塊是古代 DNA 的極好來源——包括源自古人類的 DNA——這一事實，盡管通常在塑料中儲存了數(shù)十年，但提供了訪問大量未開發(fā)的遺傳信息庫的途徑。這項研究開啟了古代 DNA 研究的新時代，它將重新審視儲存在實驗室中的樣本，從而可以對早已被回填的地點進行分析，鑒于大流行世界中的旅行限制和地點無法進入，這一點尤其重要”，說來自澳大利亞弗林德斯大學(xué)的 Mike Morley 領(lǐng)導(dǎo)了一些地質(zhì)考古分析。

沉積物基質(zhì)中大量的微殘留物

科學(xué)家們使用了丹尼索瓦洞穴的沉積物塊，該遺址位于西伯利亞中南部阿爾泰山脈，在那里已經(jīng)恢復(fù)了尼安德特人、丹尼索瓦人和現(xiàn)代人的古代 DNA，并表明小有機顆粒產(chǎn)生的 DNA 比隨機采樣的沉積物多。“它清楚地表明，從丹尼索瓦洞穴沉積物中提取古代哺乳動物 DNA 的高成功率來自沉積物基質(zhì)中大量的微量殘骸，而不是來自糞便、體液或分解細胞組織的游離細胞外 DNA，它們可能吸附在礦物顆粒上” ，該研究的合著者和葡萄牙阿爾加維大學(xué)的研究員 Vera Aldeias 說。“這項研究更接近于準確了解古代 DNA 保存在沉積物中的位置和條件，”莫利說。

研究中描述的方法允許對沉積物進行高度局部化的微尺度采樣以進行 DNA 分析，并表明古代 DNA (aDNA) 并非均勻分布在沉積物中;并且特定的沉積物特征比其他特征更有利于古代 DNA 的保存。“將沉積物 aDNA 與考古微觀背景聯(lián)系起來，意味著我們還可以解決沉積物之間 aDNA 物理運動的可能性”，森肯伯格人類進化和古環(huán)境中心(德國)的研究員 Susan Mentzer 說。

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